CN111366865A - 一种电池健康度的计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池健康度的计算方法，利用容量分量和循环分量结合计算电池健康度，可以避免满充容量更新的延迟导致的电池健康度SOH的计算值滞后的问题，提高了电池健康度SOH的更新速度，计算的电池健康度SOH更接近当前的实际电池健康度SOH。并且，本发明的权重系数为事先根据电池的使用工况通过实验确定的权重值，控制器无需进行大量运算，对控制器的运算能力要求降低。

Description

一种电池健康度的计算方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池健康度的计算方法。
背景技术
随着动力电池在电动汽车、电站储能等方面应用越来越广泛，对电池的管理也越来越重视；其中，对电池健康状态(State of Health，SOH)的预估是电池管理中不可忽视的一环，电池的SOH参数以新电池为比较标准，衡量电池储存和输送电能的能力，描述电池最大可放出电量的衰减程度，对于电动汽车控制性能提高和行驶里程的预测或储能电站响应电网调度都具有重要意义。
目前动力电池在线估算SOH的方法有直接放电法和等效电路模型法。其中直接放电法需要对电池进行长时间静置后才能测得，耗时过长、无法用于实时估计且不易实施；等效电路模型法需要适当的电池模型和精确测定的参数，还需要大规模计算能力和精确的初始化才能保证估值的精确度，其针对性强，对于不同的电池，模型具有不确定性，不易扩展到其他电池从而不适合实际应用场景。
另外，现有电池在线估算SOH的方法一般通过容量分量参数进行表征，一般是当前计算的实际容量与设计容量的比例。但是，由于容量分量的获取条件比较严格，必须在电池静置时的数据，而在电池的非静置状态时，得到的结果误差很大，因而，现有技术一般在电池静置状态实时更新电池健康度SOH，而在电池处于非静置状态时采用之前电池处于静置状态的电池健康度SOH，而不更新电池健康度SOH，导致电池健康度SOH更新速度慢，不能真实反映电池实时的健康度SOH。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池健康度的计算方法，以解决现有计算方法无法实时估计和准确性差的技术问题。
为达到解决上述技术目的，本发明提供了一种电池健康度的计算方法。
一种电池健康度的计算方法，包括：
计算SOH循环分量SOH_CYCLE；
计算SOH容量分量SOH_FCC；
电池健康度SOH = (W1*SOH_FCC + W2*SOH_CYCLE)/100，其中，W1、W2为事先根据所述电池的使用工况通过实验确定的权重值。
如上所述的电池健康度的计算方法，所述W1、W2为电池的使用工况下，每隔n个循环获取数据SOH_FCC[CYCLE_EOL/n]，SOH_CYCLE[CYCLE_EOL/n]，SOH[CYCLE_EOL/n]，对获取的数据进行拟合得到拟合函数，根据所述拟合函数得到系数W1、W2。
如上所述的电池健康度的计算方法，所述电池健康度SOH = (W1*SOH_FCC + W2*SOH_CYCLE+W3)/100，其中，W1、W2、 W3为事先根据所述电池的使用工况通过实验确定的权重值。
如上所述的电池健康度的计算方法，所述W1、W2、W3为电池的使用工况下，每隔n个循环获取数据SOH_FCC[CYCLE_EOL/n]，SOH_CYCLE[CYCLE_EOL/n]，SOH[CYCLE_EOL/n]，对获取的数据进行拟合得到拟合函数，根据所述拟合函数得到系数W1、W2、W3。
如上所述的电池健康度的计算方法，
计算SOH循环分量SOH_CYCLE的方法为：
获取所述电池整个生命期的循环次数CYCLE_EOL；
获取所述电池当前的循环次数CYCLE_NOW；
计算SOH循环分量SOH_CYCLE =(CYCLE_EOL–CYCLE_NOW)/CYCLE_EOL。
如上所述的电池健康度的计算方法，
计算SOH容量分量SOH_FCC的方法为：
获取满充容量值FCC_old；
获取所述电池静置时的剩余电量OCV_SOC1；
获取所述电池下一次静置时的剩余电量OCV_SOC2；
获取所述电池两次静置之间的电流和时间，计算所述电流对时间t的积分值△Q；
计算电池剩余电量的变化值△SOC= OCV_SOC2-OCV_SOC1；
计算新的满充容量值FCC=(△Q*weight+FCC_old*△SOC*(1-weight))/ △SOC，其中，weight为计算权重，值范围在0-1之间。
计算SOH容量分量SOH_FCC = (FCC–FCC_EOL)/(FCC_BOL-FCC_EOL),其中， FCC_BOL为设计容量；FCC_EOL =a*FCC_BOL，a为截止容量百分比。
如上所述的电池健康度的计算方法，其特征在于，计算SOH容量分量SOH_FCC时，首先判断所述电池是否符合静置条件，在符合静置条件时，新的满充容量值FCC=(△Q*weight+FCC_old*△SOC*(1-weight))/ △SOC，否则FCC=FCC_old。
如上所述的电池健康度的计算方法，判断所述电池是否符合静置条件的方法为：在所述电池的电流小于充电阈值或者大于放电阈值设定时间时为符合静置条件。
本发明的有益效果为：本发明电池健康度的计算方法利用容量分量和循环分量结合计算电池健康度，可以避免满充容量更新的延迟导致的电池健康度SOH的计算值滞后的问题，提高了电池健康度SOH的更新速度，计算的电池健康度SOH更接近当前的实际电池健康度SOH。并且，本发明的权重系数为事先根据电池的使用工况通过实验确定的权重值，控制器无需进行大量运算，对控制器的运算能力要求降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例的流程图。
图2为本发明具体实施例计算容量分量的流程图。
图3为本发明具体实施例计算循环分量的流程图。
图4为本发明具体实施例判断电池是否符合静置条件的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种电池健康度的计算方法，包括：
计算SOH循环分量SOH_CYCLE；
计算SOH容量分量SOH_FCC；
电池健康度SOH = (W1*SOH_FCC + W2*SOH_CYCLE)/100，其中，W1、W2为事先根据电池的使用工况通过实验确定的权重值。
其中，W1、W2为电池的使用工况下，每隔n个循环获取数据SOH_FCC[CYCLE_EOL/n]，SOH_CYCLE[CYCLE_EOL/n]，SOH[CYCLE_EOL/n]，对获取的数据进行拟合得到拟合函数，根据拟合函数得到系数W1、W2。n为正整数。
进一步的，电池健康度SOH = (W1*SOH_FCC + W2*SOH_CYCLE+W3)/100，其中，W1、W2、 W3为事先根据池的使用工况通过实验确定的权重值。
其中，W1、W2、W3为电池的使用工况下，每隔n个循环获取数据SOH_FCC[CYCLE_EOL/n]，SOH_CYCLE[CYCLE_EOL/n]，SOH[CYCLE_EOL/n]，对获取的数据进行拟合得到拟合函数，根据拟合函数得到系数W1、W2、W3。n为正整数。
本实施例中，计算SOH循环分量SOH_CYCLE的方法为：
获取电池整个生命期的循环次数CYCLE_EOL。电池整个生命期的循环次数为已知值，由电池的自身属性决定。
获取电池当前的循环次数CYCLE_NOW。电池使用时，电池管理系统对电池的循环次数CYCLE_NOW进行记录。
计算SOH循环分量SOH_CYCLE =(CYCLE_EOL–CYCLE_NOW)/CYCLE_EOL。
本实施例中，计算SOH容量分量SOH_FCC的方法为：
获取满充容量值FCC_old；
获取电池静置时的剩余电量OCV_SOC1；
获取电池下一次静置时的剩余电量OCV_SOC2；
获取电池两次静置之间的电流和时间，计算所述电流对时间t的积分值△Q；
计算电池剩余电量的变化值△SOC= OCV_SOC2-OCV_SOC1；
计算新的满充容量值FCC=(△Q*weight+FCC_old*△SOC*(1-weight))/ △SOC，其中，weight为计算权重，值范围在0-1之间。
计算SOH容量分量SOH_FCC = (FCC–FCC_EOL)/(FCC_BOL-FCC_EOL),其中， FCC_BOL为设计容量；FCC_EOL =a*FCC_BOL，a为截止容量百分比。a的取值在0.6-0.9之间，a值根据实际情况确定。
其中，计算SOH容量分量SOH_FCC时，首先判断电池是否符合静置条件，在符合静置条件时，新的满充容量值FCC=(△Q*weight+FCC_old*△SOC*(1-weight))/ △SOC，否则FCC=FCC_old。
判断电池是否符合静置条件的方法为：在电池的电流小于充电阈值或者大于放电阈值设定时间时为符合静置条件。
本实施例的满充容量值为在满足静置条件时，更新满充容量值，如果不满足静置条件，则选用上一次满足静置条件时的满充容量值。电池初始状态的满充容量值=设计容量FCC_BOL。
如图1所示，本实施例电池健康度的计算方法的具体流程为：
S1、开始。
S2、计算SOH循环分量SOH_CYCLE；计算SOH容量分量SOH_FCC。
S3、根据循环分量和容量分量拟合电池健康度SOH。
如图2所示，计算SOH容量分量SOH_FCC的方法包括如下步骤：
A1、开始。
A2、获取满充容量值FCC_old。
A3、判断电池是否处于静置状态，若是，进入步骤A4，否则，进入步骤A10。
A4、获取电池静置时的剩余电量OCV_SOC1。
A5、计算电流对时间t的积分值△Q。
A6、判断电池是否处于静置状态，若是，进入步骤A7，否则，进入步骤A10。
A7、获取电池静置时的剩余电量OCV_SOC2。
A8、计算电池剩余电量的变化值△SOC。
A9、计算新的满充容量值FCC。
A10、FCC=FCC_old。
A11、计算SOH容量分量SOH_FCC。
如图3所示，计算SOH循环分量SOH_CYCLE的方法为：
B1、开始。
B2、获取电池整个生命期的循环次数CYCLE_EOL。
B3、获取电池当前的循环次数CYCLE_NOW。
B4、计算SOH循环分量SOH_CYCLE。
如图4所示，判断电池是否符合静置条件的方法为：
D1、开始。
D2、采集电池电流。
D3、判断电池电流小于充电阈值或者大于放电阈值，若是，进入步骤D4，否则进入步骤D6。
D4、计时。
D5、判断时间是否大于设定时间，若是，进入步骤D7，否则，进入步骤D2。
D6、计时清零，进入步骤D2。
D7、标记静置。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电池健康度的计算方法，其特征在于，包括：
计算SOH循环分量SOH_CYCLE；
计算SOH容量分量SOH_FCC；
电池健康度SOH = (W1*SOH_FCC + W2*SOH_CYCLE)/100，其中，W1、W2为事先根据所述电池的使用工况通过实验确定的权重值。
2.根据权利要求1所述的电池健康度的计算方法，其特征在于，所述W1、W2为电池的使用工况下，每隔n个循环获取数据SOH_FCC[CYCLE_EOL/n]，SOH_CYCLE[CYCLE_EOL/n]，SOH[CYCLE_EOL/n]，对获取的数据进行拟合得到拟合函数，根据所述拟合函数得到系数W1、W2。
3.根据权利要求1所述的电池健康度的计算方法，其特征在于，所述电池健康度SOH =(W1*SOH_FCC + W2*SOH_CYCLE+W3)/100，其中，W1、W2、 W3为事先根据所述电池的使用工况通过实验确定的权重值。
4.根据权利要求3所述的电池健康度的计算方法，其特征在于，所述W1、W2、W3为电池的使用工况下，每隔n个循环获取数据SOH_FCC[CYCLE_EOL/n]，SOH_CYCLE[CYCLE_EOL/n]，SOH[CYCLE_EOL/n]，对获取的数据进行拟合得到拟合函数，根据所述拟合函数得到系数W1、W2、W3。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的电池健康度的计算方法，其特征在于，
计算SOH循环分量SOH_CYCLE的方法为：
获取所述电池整个生命期的循环次数CYCLE_EOL；
获取所述电池当前的循环次数CYCLE_NOW；
计算SOH循环分量SOH_CYCLE =(CYCLE_EOL–CYCLE_NOW)/CYCLE_EOL。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的电池健康度的计算方法，其特征在于，
计算SOH容量分量SOH_FCC的方法为：
获取满充容量值FCC_old；
获取所述电池静置时的剩余电量OCV_SOC1；
获取所述电池下一次静置时的剩余电量OCV_SOC2；
获取所述电池两次静置之间的电流和时间，计算所述电流对时间t的积分值△Q；
计算电池剩余电量的变化值△SOC= OCV_SOC2-OCV_SOC1；
计算新的满充容量值FCC=(△Q*weight+FCC_old*△SOC*(1-weight))/ △SOC，其中，weight为计算权重，值范围在0-1之间；
计算SOH容量分量SOH_FCC = (FCC–FCC_EOL)/(FCC_BOL-FCC_EOL),其中， FCC_BOL为设计容量；FCC_EOL =a*FCC_BOL，a为截止容量百分比。
7.根据权利要求6所述的电池健康度的计算方法，其特征在于，计算SOH容量分量SOH_FCC时，首先判断所述电池是否符合静置条件，在符合静置条件时，新的满充容量值FCC=(△Q*weight+FCC_old*△SOC*(1-weight))/ △SOC，否则FCC=FCC_old。
8.根据权利要求7所述的电池健康度的计算方法，其特征在于，判断所述电池是否符合静置条件的方法为：在所述电池的电流小于充电阈值或者大于放电阈值设定时间时为符合静置条件。
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